南京理工大學(xué)近日發(fā)布，該校材料評價與設(shè)計教育部工程研究中心陳光教授團隊在新型航空航天材料TiAL合金方面取得跨越性突破，實現(xiàn)了高強高塑的優(yōu)異結(jié)合，且有望將目前TiAL合金的使用溫度從650-750℃提高到900℃以上。其相關(guān)研究成果已于6月20日在《自然材料》上在線發(fā)表。
航空發(fā)動機被譽為飛機的心臟，而葉片則是航空發(fā)動機中最為關(guān)鍵的核心部件，其承溫能力直接決定了發(fā)動機的性能。美國GE公司采用Ti-48AL-2Cr-2Nb合金（以下簡稱4822合金）替代原來的鎳基高溫合金，制造了GEnx發(fā)動機最后兩級低壓渦輪葉片，使單臺發(fā)動機減重約200磅，節(jié)油20%，氮化物排放量減少80%，噪音降低。
陳光教授團隊此次的研究成果在材料性能上實現(xiàn)了新的跨越，所制備的高溫PST 鈦鋁單晶室溫拉伸塑性和屈服強度分別高達6.9%和708兆帕，抗拉強度高達978兆帕，實現(xiàn)了高強高塑的優(yōu)異結(jié)合。更重要的是，該合金在900℃的拉伸屈服強度為637兆帕，具有優(yōu)異的抗蠕變性能，其最小蠕變速率和持久壽命都優(yōu)于已成功應(yīng)用于GEnx發(fā)動機的4822合金1-2個數(shù)量級，且有望將目前TiAL合金的使用溫度從650-750℃提高到900℃以上。
北京航空材料研究院曹春曉院士表示，通常，鎳基單晶高溫合金的承溫能力每提高25-30℃，就為一代新合金。陳光教授團隊研發(fā)的TiAL單晶合金，一下將承溫能力提高了150-250℃以上，是重大突破。對我國的航空航天事業(yè)的發(fā)展具有重大價值，有助于中國飛機有一顆更強的“中國心”。